1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

考虑到目前世界化石能源资源的稀少化和全球变暖的情况，找到清洁便宜的常规能源替代品的问题已成为科学界的重大挑战。最近，在可见光照射下通过光电化学（pec）水分解生产氢（h₂）是解决上述能源问题的最具创新性的解决方案之一。可以选择宽带隙氧化物光催化剂材料如tio₂或在可见光范围内的光活性氧化物（1.7-2.5ev），例如赤铁矿（a-fe2o3），氧化钨（wo3）或钒酸铋（bivo 4）等作为光电化学水分解电池中的光阳极材料。

这些类型的材料因为它们在导带底部的还原电位不足，仅对半反应（氧化）有效。对于整体水分解，光催化剂的选择是有限的。其中（氧）氮化物材料是一种极具开发潜力的光催化剂，例如氮氧化钽（taon），氮化钽（ta₃n₅）或钙钛矿族材料。由于其具有良好的可见吸收波长（约600nm），具有2.1 ev的直接带隙，并且具有高的光电流密度，ta₃n₅作为有吸引力的太阳能水分解粉末和光阳极，已被广泛研究十多年。

本论文围绕光电化学水分解电池的光阳极展开研究，针对ta₃n₅光阳极材料，提出溶胶凝胶法制备方法。相比于传统的制备方法，如电沉积、气相沉积、磁溅射等，溶胶凝胶法来制备氮化钽薄膜，过程更简单，而且可以对温度、湿度、溶液的浓度和状态进行调控以改善氮化钽薄膜的性能。溶胶凝胶法可以在制备氮化钽的前驱体溶液这个过程中，实现其他方法难以实现的多元掺杂。这些是溶胶凝胶法制备氮化钽薄膜的优势。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案